Устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания

 

Мвз Советемих

Соцяалмстичесве

Ресаубнмя

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ВАТИКАНУ (61) Дополнительный к патенту(22} Заявлено 2 7 06. 77 (21) 2497.:53/25-06 (23) Приоритет - (32) 29.06. 76

<»)900820 (5i) M. Кл

F 02 В 37/00

F 02 В 33/42 фвулаустваивй яайвйт

CCCI аа лшщц взебратееай и еерытМ (31) 8280/76 (33) Йвейцария, Опубликовано 23.01.82.Бюллетень № 3 !

Дата опубликования описания 23.01.82 (53) УДК 621.43. .052(088.8) Иностранец

Альфред Вунш (фРГ) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

"ББЦ АГ Браун, Бовери унд Кон (Ивейцария) (71) Заявитель (S4) УСТРОйстВО ДЛЯ НАЩРВА ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к двигате- лестроение, а именно к устройствам для двухступенчатого наддува двигателя .

Известны устройства для наддува двигателя внутреннего сгорания с одной ступенью расширения отработавших газов и одной ступенью сжатия воздуха, объединенными в волновой обменник давления. Эти устройства обеспечивают невысокую продолжительность переходных режимов двигателя, т.е. его высокую приемистость (11.

Однако давление наддува таких устройств ограничено.

Известны также устройства, позволяющие обеспечить более высокое давление наддува путем двухступенчатого сжатия воздуха. Эти устройства содержат две ступени сжатия воздуха, подключенные к ресиверу, и две ступени расширения отработавших газов, подключенные к выхлопной магистрали„ объединенные попарно в турбокомпрес2 сор и волновой обменник давления, подключенные к двигателю в виде раух. последовательных ступеней наддува, причем волновой обменник давления выполнен в виде ступени высокого давления, а турбокомпрессор - в виде ступени вязкого давления.

Установленный в качестве ступени высокого давления обменник давления в позволяет повысить температуру отработавших газов без усложнения конструкции (иэ-за того, что нет необходимости охлаждать ячейки обменника давления) и преобразовать пульсации давления отработавших газов в пульсации давления наддувочного воздуха, которые можно впоследствии использовать 32) .

Однако при этом велика масса рото" ра турбокомпрессора, что не позволяет полностью использовать воэможности сокращения длительности переходных режимов путем применения волноИ вого обиенника давления.

5

1О

3S

3

Цель изобретения - сокращение длит ел ь ност и переходных режимов двигателя.

Для достижения поставленной цели турбокомпрессор выполнен в виде ступени высокого давления, а обменник давления - е виде ступени низкого давления.

Турбокомпрессор может быть выполнен с возможностью использования импульсов давления отработавших газов, а обменник давления — с воэможностью использования постоянного давления отработавших газов.

Между ступенями расширения отработавших газов может быть установлен промежуточный подогреватель, который может быть включен в выхлопную магистраль двигателя.

Между ступенями сжатия воздуха может быть установлен промежуточный охладитель с патрубком впуска хладагента, е этом патрубке может быть установлен кран. Между турбокомпрессором и ресивером может быть установлен воздухоохладитель.

На фиг. 1 приведена упрощенная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - то же, с подогревателем и охладителем.

Автомобильный двигатель 1 имеет среднее эффективное давление намного а больше, чем 15 кгс/см

Турбокомпрессор 2 представляет собой турбину 3 первой ступени расширения отработавших газов, обьединенную с компрессором 4 второй ступени сжатого воздуха, и выполнен в виде ступени высокого давления.

Волновой обменник давления (ВОД) 5 выполнен в виде ступени низкого давления, и на его выхлопе установлен глушитель 6 шума. К всасывающему отверстию ВОД подключен воздушный фильтр

Для того, чтобы согласовать между собой турбокомпрессор и ВОД, между ними установлен промежуточный охладитель 8 для охлаждения воздуха между ступенями сжатия. Между тур- . бокомпрессором и ресиеером двигателя установлен воздухоохладитель 9.

Двухступенчатый наддув дает воэможность произвести промежуточный подогрев газов после расширения в ступени высокого давления и этим путем повысить его энтальпию, то есть работоспособность е ступени низкого давления. При высоких температу0820 4 рах отработавших газов его целесооб разно осуществлять при помощи промежуточного подогревателя 10, установ.ленного между ступенями расширения отработавших газов и включенного в выхлопную магистраль двигателя. При этом снижается температура газов перед турбокомпрессором, что улучшает условия его работы.

Турбокомпрессор 2 может быть выполнен с возможностью использования импульсов давления отработавших гаэов в турбине 3, волновой обменник давления ВОД 5 - с возможностью использования постоянного давления отработавших газов. В патрубке snycка хладагента установлен кран 11.

При работе двигателя его отрабо" тавшие газы поступают в турбину 3 турбокомпрессора 2 и частично расширяются, отдавая энергию на привод компрессора 4. Окончательно газы расширяются е ВОД 5, отдавая энергию расширения сжимаемому воздуху. После первой ступени в ВОД воздух охлаждается в промежуточном охладителе 8 и поступает е компрессор 4, являющийся второй ступенью сжатия.

Перед поступлением в двигатель сжатый воздух охлаждается е воздухоохладителе 9. В случае наличия промежуточного подогревателя 10 газы перед турбиной охлаждаются, а перед

ВОД подогреваются.

Если нагрузка не изменяется, частота вращения роторов турбокомпрес-. сора и ВОД сохраняется постоянной.

При увеличении нагрузки частота вращения роторов увеличивается. При этом, вследствие выполнения турбокомпрессора е качестве ступени высокого давления, его размеры и масса уменьшены, время его разгона сокращено, и длительность переходных режимов двигателя сокращается.

Формула изобретения

1. Устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащее дее ступени сжатия воздуха, подключенные к ресиееру, и дее ступени расширения отработавших газов, подключенные к выхлопной магистрали объединенные попарно в турбокомпрессор и волновой обменник давления, подключенные к двигателю в виде двух

ВНИИПИ Заказ 12224/77 Тираж 547 Подписное филиал ППП "Патент", r.Óærîðoä, ул.Проектная,4

5 90 последовательных ступеней наддува, о т л и .ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения длительности переходных режимов двигателя, турбокомпрессор выполнен в виде ступени высокого давления, а обменник давления - в виде ступени низкого давления.

2. Устройство по и. 1, Q т л H ч а ю щ е е с я тем, что турбокомпрессор выполнен с возможностью использования импульсов давления отработаезих газов, а обменник давленияс возможностью использования постоянного давления отработаввих газов.

3. Устройство по и. l, о т л ич а ю щ е е с я тем, что между ступенями расаирения отработаввих газов установлен промежуточный подогреватель б

4. Устройство по п.3, о т л ич а а щ е е с я тем, что промежу0820 4 точный подогреватель включен в выхлопную магистраль двигателя.

5. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что между сту- пенями сжатия воздуха установлен промежуточный охладитель с патрубком впуска хладагента.

6. Устройство по п.5, о т л ич а юще е с я тем, что в патрубке

lO впуска хладагента установлен кран.

7. Устройство по и 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что между тур бокомпрессором и ресивером установлен воздухоохладитель.

И Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

А) fred Munsch. Aufladung van

Fahrzeugdi ese lmotoren ml t der Abgasturbolader und mi t der ОгисЬюе11еп"

)ф щазсЬ!пе Comprex. MT2, 31, 1Я70, р.17.

2. Авторское свидетельство СССР

8 717383, кл. F 02 B 37/00, 1974.